1.3.1 5G網絡架構

移動通信網絡主要由無線接入網、承載網及核心網組成，從而完成對業務的接入、傳輸及控制。5G通信網絡也是如此，其網絡結構可分為以下3個層面（如圖1-5所示）。

（1）下一代無線接入網（NG-RAN,Next Generation-Radio Access Network）。NG-RAN的功能是實現業務的接入，將5G用戶終端（如手機）接入網絡，只有基站這一種設備。接入網與5G終端之間的邏輯接口被稱為5G新空口（NR,New Radio）。

（2）5G核心網（5GC,5G Core）。5GC主要實現業務的控制，包括網絡的移動性、準入鑒權、流量計費等。設備主體一般為專用或通用服務器。

（3）移動承載網，由移動回傳網發展而來。其主要作用是負責傳輸RAN（無線接入網）與CN（核心網）交互的數據。設備形態一般為具備移動業務承載特性的路由器。

理解5G網絡結構的3個層面之后，我們接著看如何部署5G網絡。運營商為了盡可能保護4G時代的投資，并且盡快商用5G，在部署5G網絡時會優先考慮如何和現有4G網絡共存，共同發揮作用。因此，5G組網方式總體可以分為SA和NSA兩種，每一種都對應幾個選項（如圖1-6 所示）。SA方式指的是新建一套完整的5G網絡，包含5G核心網和5G基站；而NSA方式是指利用現有的4G網絡，通過改造、升級或增加設備等方式，使用戶體驗5G的部分功能，從而不浪費現有的網絡資源。

1 SA

選項1、2、5、6是獨立組網選項（如圖1-7所示）。選項1早已在4G結構中實現；選項6僅是理論存在的部署場景，不具有實際部署價值，標準中不予考慮。所以獨立組網主要考慮的是選項2和選項5。

圖1-7中的虛線表示控制面連接，實線表示用戶面連接。控制面是用來發送管理、調度資源所需信令的通道，也可以理解為信令面。用戶面是發送用戶具體數據的通道，這兩個平面相互獨立。舉例來說，當使用手機點開視頻App觀看視頻時，播放的視頻內容是通過用戶面傳送到手機的，而用戶面的建立需要手機與核心網之間通過信令面來協商。

選項2采用的組網方式是建立全新的5G核心網與5G基站。這種組網方式擁有5G的所有功能和特點，演進路線最短，是5G網絡架構的最終形態。但是這種組網方式不能利用現有4G網絡，投資巨大而且建設周期長。

選項5采用全新的5G核心網和升級后的4G基站。因為要對現有4G基站進行大面積升級，所以這種方式投資較大，而且不能實現5G的全部功能，性價比很低，前景不樂觀。

2 NSA

NSA方式是對4G網絡進行升級改造，使其增加5G功能。基于NSA架構的5G載波僅承載用戶數據，其控制信令仍通過4G網絡傳輸。NSA采用的是雙連接方式，即手機可以同時接入4G和5G基站，可以同時進行業務傳輸。如選項3、選項3a和選項3x（如圖1-8 所示），手機連接到4G基站的同時也能接入5G基站。4G基站作為5G業務的信令面錨點，負責在5G基站和4G核心網之間轉發5G信令。圖中數據錨點的作用是對用戶面進行數據分流，即手機既可以從4G基站獲取數據，又可以從5G基站獲取數據。

不難看出，選項3、3a和3x的組網方式的主要區別在于哪個節點作為數據錨點。

在選項3的情況下，4G基站作為數據錨點，負責把核心網發送的數據分為兩路，一路由自己發送給手機，將另一路分流給5G基站再發送給手機。這樣一來，對4G基站的軟硬件性能要求非常高，4G基站的負荷非常大，所以選項3自推出以來少有人關注。

選項3a是在選項3的基礎上將數據錨點從4G基站移到4G核心網。這樣一來， 4G基站的性能瓶頸就沒有了，但是這種組網方式需要對4G核心網進行新的升級。

選項3x在選項3a的基礎上再進行調整，將數據錨點移到5G基站上。這樣既避免了對4G基站和核心網造成巨大壓力，又利用了5G基站性能高、速度快的優勢，這種方式也得到了業界的廣泛關注，成為非獨立組網的首選項。

由于選項3系列利用原有的4G核心網，因此這種組網方式適合5G建設早期部署，并且該選項對4G網絡改動小、投資小、部署快，可實現5G的快速商用，缺點是只能支持eMBB場景。

選項7系列比選項3系列更進一步（如圖1-9所示），主要區別在于：選項7系列的核心網為5G核心網，并且4G基站升級為增強型4G基站。

同選項3系列類似，選項7系列中各選項的主要區別也是數據錨點的位置不同。選項3系列只能支持eMBB場景，而選項7系列由于使用了5G核心網，也可以支持uRLLC和mMTC場景。盡管選項7系列可以支持新功能和新業務，但是由于4G基站要升級改造為增強型4G基站的工作量巨大，因此更適合初、中期部署。

選項4系列（如圖1-10 所示）與選項3/7系列完全不同。選項3/7系列控制面都是由4G或者增強型4G基站負責的，而在選項4系列中控制面完全由5G基站負責。選項4和選項4a的區別也僅是數據分流錨點不一樣。

選項4系列適合5G中、后期部署，此時5G基本覆蓋成型，而4G網絡更多的是作為5G網絡的補充覆蓋。

選項8和選項6一樣，不具有實際部署價值，所以標準中不予考慮。

雖然從全球范圍看，目前大部分運營商均選擇了選項3x作為初期部署方案，但隨著4G用戶的逐步遷移和5G網絡的更大規模部署，后續5G將如何持續演進還取決于運營商的投資成本、業務和終端演進方案等。

通過前面的學習我們知道，5G網絡是一個服務于個人消費者、垂直行業以及運營商的統一平臺。而為靈活適配客戶差異化的業務場景和需求，5G網絡應具有非常高的靈活性、良好的隔離性、統一性和開放性。要同時滿足這些需求，5G網絡架構必須實現云化，因此，基于云的5G網絡架構應運而生。通過引入網絡功能虛擬化（NFV,Network Functions Virtualization）技術及軟件定義網絡（SDN,Software Defined Networking）技術，重構5G網絡架構，靈活適配5G網絡的各種業務場景和需求，以實現“一張物理網絡，承載千百行業”的目標。